CN202817704U - 一种电热炉的温度保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种电热炉的温度保护装置。包括有温度检测模块、信号处理模块、逻辑控制模块、安全保护模块，温度信号处理模块的输入端与温度检测模块的输出端连接，温度信号处理模块的输出端与逻辑控制模块的输入端连接，逻辑控制模块的输出端与安全保护模块的输入端连接，安全保护模块的输出端与发热装置电连接。本实用新型既可以强制保护防止整机温度过高，又可以根据用户设定的火力档位调节炉面温度，保证红外炉盘在一定温度范围工作，实现了对温度的阶梯式控制；同时还可在温度检测装置意外失效的情况下强行关断加热装置，大大提高了产品使用的安全性和可靠性。本实用新型可应用于电发热炉产品上，解决在不带机械温控器的电热炉盘中的安全性问题。
Description
技术领域
本实用新型是一种应用于电发热炉产品上的一种温度检测安全保护电路，特别是一种电热炉的温度保护装置。
背景技术
市售的红外发热炉盘，为了产品的安全性能，一般均设置有机械式温度保护装置，这种机械保护装置，根据内置感温材料热胀冷缩的特性，当环境温度达到预设温度保护值时，感温材料发生形变，触发机械式开关开通或断开，从而进行温度保护。这种测温方式采用的感温材料成本高昂，且只能设定单一的保护温度，无法实现温度的阶梯式调节，无法对发热元件进行准确控温与调温。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种实现对温度的阶梯式控制的电热炉的温度保护装置。本实用新型可在温度检测装置意外失效的情况下强行关断加热装置，大大提高了产品的使用安全性和可靠性。
实现本实用新型目的技术方案是，本实用新型的电热炉的温度保护装置，包括有温度检测模块、信号处理模块、逻辑控制模块、安全保护模块，温度信号处理模块的输入端与温度检测模块的输出端连接，温度信号处理模块的输出端与逻辑控制模块的输入端连接，逻辑控制模块的输出端与安全保护模块的输入端连接，安全保护模块的输出端与发热装置电连接。
上述温度检测模块采用热电偶，热电偶置于发热装置内。
上述信号处理电路为单一运放放大电路，包括电阻R21、R22、R23和运算放大器U21，电阻R11的一端与运算放大器U21的同向端连接，电阻R21的另一端与电源VCC连接，电阻R22的一端接地，电阻R22的另一端与运算放大器U21的反向端连接；电阻R23的一端与运算放大器U21的反向端连接，电阻R23的另一端与运算放大器U21的输出端连接。
上述信号处理模块为2个以上的运算放大器组合成的差动放大电路，包括电阻R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28和运算放大器U21、U22、U23，电阻R24的一端与电源VCC连接, 电阻R24的另一端与运算放大器U22的同向端连接；电阻R23的一端与运算放大器U21、U22的反向端连接，电阻R21的一端与运算放大器U21的反向端连接，电阻R21的另一端与运算放大器U21的输出端连接，电阻R26的一端与运算放大器U21的输出端连接，电阻R26的另一端与运算放大器U23的反向端连接；电阻R27的一端与运算放大器U3的反向端连接，电阻R27的另一端与运算放大器U3的输出端连接；电阻R22的一端与运算放大器U22的反向端连接，电阻R22的另一端与运算放大器U22的输出端连接；电阻R25的一端与运算放大器U22的输出端连接，电阻R25的另一端与运算放大器U23的同向端连接；电阻R28的一端与运算放大器U22的同向端连接，电阻R28的另一端接地。
上述逻辑控制模块包括电阻R31、R32、可调电位器VR31、运算放大器U31、逻辑与门U32和单片机MCU，电阻R31的一端与信号处理模块中运算放大器U21的输出端连接及与运算放大器U31的反向输入端连接，可调电位器VR31的一端接地，另一端与运算放大器U31的同向端连接及与电阻R32的一端连接，电阻R32的另一端与运算放大器U31的同向端及输出端连接，单片机MCU的输入端与运算放大器U21的输出端连接，单片机MCU的输出端与逻辑与门U32的输入端连接，逻辑与门U32的另一输入端与运算放大器U31的输出端连接，逻辑与门U32的输出端与安全保护模块的输入端连接。
上述逻辑控制模块包括电阻R31、可调电位器VR31、运算放大器U31、二极管D31、D32、单片机MCU，可调电位器VR31的一端接地，可调电位器VR31的另一端与运算放大器U31的同相输入端连接，运算放大器U31的反向输入端与信号处理模块中的运算放大器U23的输出端连接及与单片机MCU的输入端相连，运算放大器U31的输出端与二极管D31的负极相连，单片机MCU的输出端与二极管D32的负极相连，二极管D31的正极及二极管D32的正极与电阻R31及安全保护摸块的输入端相连，电阻R31的另一端与电源正相连。
上述单片机内设置有整机的温度保护限值，以及不同火力档位下的温度调节限值。
上述安全保护模块为开关元器件所组成的开关控制电路。
上述开关元器件为继电器，三极管，MOSFET，IGBT及其相关组合组成的开关电路。
本实用新型的有益效果是，采用低成本的热电偶温控装置，结合逻辑控制电路，既可以强制保护防止整机温度过高，又可以根据用户设定的火力档位调节炉面温度，保证红外炉盘在一定温度范围工作，实现了对温度的阶梯式控制；同时还可在温度检测装置意外失效的情况下强行关断加热装置，大大提高了产品使用的安全性及可靠性。本实用新型可应用于电发热炉产品上，解决在不带机械温控器的电热炉盘中的安全性问题。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图；
图2为本实用新型实施例1的电路原理图；
图3为本实用新型实施例2的电路原理图。
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
实施例1
本实用新型的电热炉的温度保护装置，包括温度检测模块1、信号处理模块2、逻辑控制模块3、安全保护模块4、发热炉盘5，温度信号处理模块2的输入端连接温度检测模块1的输出端，温度信号处理模块2的输出端连接逻辑控制模块3的输入端，逻辑控制模块3的输出端连接安全保护模块4的输入端，安全保护模块4的输出端与发热装置5电连接。
本实施例中，上述温度检测模块1采用热电偶，放置于发热装置5的中间，以获取较准确的温度信号。
本实施例中，上述信号处理电路2为单一运放放大电路，包括电阻R21、R22、R23和运算放大器U21，电阻R11的一端与运算放大器U21的同向端连接，电阻R21的另一端与电源VCC连接，电阻R22的一端接地，电阻R22的另一端与运算放大器U21的反向端连接；电阻R23的一端与运算放大器U21的反向端连接，电阻R23的另一端与运算放大器U21的输出端连接。
本实施例中，上述逻辑控制模块3包括电阻R31、R32、可调电位器VR31、运算放大器U31、逻辑与门U32和单片机MCU，电阻R31的一端与信号处理模块2中运算放大器U21的输出端连接及与运算放大器U31的反向输入端连接，可调电位器VR31的一端接地，另一端与运算放大器U31的同向端连接及与电阻R32的一端连接，电阻R32的另一端与运算放大器U31的同向端及输出端连接，单片机MCU的输入端与运算放大器U21的输出端连接，单片机MCU的输出端与逻辑与门U32的输入端连接，逻辑与门U32的另一输入端与运算放大器U31的输出端连接，逻辑与门U32的输出端与安全保护模块4的输入端连接。
本实施例中，上述安全保护模块4为开关元器件所组成的开关控制电路。包括三极管Q41、继电器RELAY41和电阻R41,电阻R41一端连接逻辑与门U32,另一端连接三极管Q41的B极；三极管Q41的C极连接继电器RELAY41，E极接地；继电器RELAY41连接电热装置5。上述单片机MCU内设置有整机的温度保护限值，以及不同火力档位下的温度调节限值。
本实用新型的工作原理是，所述温度检测模块1检测到的温度信号进入信号处理模块2中，信号处理模块2将温度检测模块的信号放大传送至逻辑控制模块3，逻辑处理模块3内设置有整机的温度保护限值，以及不同火力档位下的温度调节限值，当逻辑处理模块3检测的温度高于预设限值时，输出关闭信号给安全保护模块4，安全保护模块4输出控制信号关闭电热装置5的电源；如果温度检测模块的热电偶发生了因空气氧化或锈化断路失效的情况，则信号处理模块2会处于开环放大状态，输出的温度值将高于设定的整机温度保护限值，逻辑处理模块同样会输出关闭信号进行安全保护。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于，上述信号处理模块2为2个以上的运算放大器组合成的差动放大电路，包括电阻R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28和运算放大器U21、U22、U23，电阻R24的一端与电源VCC连接, 电阻R24的另一端与运算放大器U22的同向端连接；电阻R23的一端与运算放大器U21、U22的反向端连接，电阻R21的一端与运算放大器U21的反向端连接，电阻R21的另一端与运算放大器U21的输出端连接，电阻R26的一端与运算放大器U21的输出端连接，电阻R26的另一端与运算放大器U23的反向端连接；电阻R27的一端与运算放大器U3的反向端连接，电阻R27的另一端与运算放大器U3的输出端连接；电阻R22的一端与运算放大器U22的反向端连接，电阻R22的另一端与运算放大器U22的输出端连接；电阻R25的一端与运算放大器U22的输出端连接，电阻R25的另一端与运算放大器U23的同向端连接；电阻R28的一端与运算放大器U22的同向端连接，电阻R28的另一端接地。
此外，本实施例与实施例1的不同之处在于，上述逻辑控制模块3包括电阻R31、可调电位器VR31、运算放大器U31、二极管D31、D32、单片机MCU，可调电位器VR31的一端接地，可调电位器VR31的另一端与运算放大器U31的同相输入端连接，运算放大器U31的反向输入端与信号处理模块2中的运算放大器U23的输出端连接及与单片机MCU的输入端相连，运算放大器U31的输出端与二极管D31的负极相连，单片机MCU的输出端与二极管D32的负极相连，二极管D31的正极及二极管D32的正极与电阻R31及安全保护摸块的输入端相连，电阻R31的另一端与电源正相连。
Claims (8)
1.一种电热炉的温度保护装置，其特征在于包括有温度检测模块（1）、信号处理模块（2）、逻辑控制模块（3）、安全保护模块（4），温度信号处理模块（2）的输入端与温度检测模块（1）的输出端连接，温度信号处理模块（2）的输出端与逻辑控制模块（3）的输入端连接，逻辑控制模块（3）的输出端与安全保护模块（4）的输入端连接，安全保护模块（4）的输出端与发热装置（5）电连接。
2.根据权利要求1所述的电热炉的温度保护装置，其特征在于上述温度检测模块（1）采用热电偶，热电偶置于发热装置（5）内。
3.根据权利要求1所述的一种电热炉的温度保护装置，其特征在于上述信号处理电路（2）为单一运放放大电路，包括电阻R21、R22、R23和运算放大器U21，电阻R11的一端与运算放大器U21的同向端连接，电阻R21的另一端与电源VCC连接，电阻R22的一端接地，电阻R22的另一端与运算放大器U21的反向端连接；电阻R23的一端与运算放大器U21的反向端连接，电阻R23的另一端与运算放大器U21的输出端连接。
4.根据权利要求1所述的电热炉的温度保护装置，其特征在于上述信号处理模块（2）为2个以上的运算放大器组合成的差动放大电路，包括电阻R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28和运算放大器U21、U22、U23，电阻R24的一端与电源VCC连接, 电阻R24的另一端与运算放大器U22的同向端连接；电阻R23的一端与运算放大器U21、U22的反向端连接，电阻R21的一端与运算放大器U21的反向端连接，电阻R21的另一端与运算放大器U21的输出端连接，电阻R26的一端与运算放大器U21的输出端连接，电阻R26的另一端与运算放大器U23的反向端连接；电阻R27的一端与运算放大器U3的反向端连接，电阻R27的另一端与运算放大器U3的输出端连接；电阻R22的一端与运算放大器U22的反向端连接，电阻R22的另一端与运算放大器U22的输出端连接；电阻R25的一端与运算放大器U22的输出端连接，电阻R25的另一端与运算放大器U23的同向端连接；电阻R28的一端与运算放大器U22的同向端连接，电阻R28的另一端接地。
5.根据权利要求4所述的电热炉的温度保护装置，其特征在于上述逻辑控制模块（3）包括电阻R31、R32、可调电位器VR31、运算放大器U31、逻辑与门U32和单片机MCU，电阻R31的一端与信号处理模块（2）中运算放大器U21的输出端连接及与运算放大器U31的反向输入端连接，可调电位器VR31的一端接地，另一端与运算放大器U31的同向端连接及与电阻R32的一端连接，电阻R32的另一端与运算放大器U31的同向端及输出端连接，单片机MCU的输入端与运算放大器U21的输出端连接，单片机MCU的输出端与逻辑与门U32的输入端连接，逻辑与门U32的另一输入端与运算放大器U31的输出端连接，逻辑与门U32的输出端与安全保护模块（4）的输入端连接。
6.根据权利要求4所述的电热炉的温度保护装置，其特征在于上述逻辑控制模块（3）包括电阻R31、可调电位器VR31、运算放大器U31、二极管D31、D32、单片机MCU，可调电位器VR31的一端接地，可调电位器VR31的另一端与运算放大器U31的同相输入端连接，运算放大器U31的反向输入端与信号处理模块（2）中的运算放大器U23的输出端连接及与单片机MCU的输入端相连，运算放大器U31的输出端与二极管D31的负极相连，单片机MCU的输出端与二极管D32的负极相连，二极管D31的正极及二极管D32的正极与电阻R31及安全保护摸块的输入端相连，电阻R31的另一端与电源正相连。
7.根据权利要求1所述的电热炉的温度保护装置，其特征在于上述安全保护模块(4)为开关元器件所组成的开关控制电路。
8.根据权利要求7所述的电热炉的温度保护装置，其特征在于上述开关元器件为继电器，三极管，MOSFET，IGBT及其相关组合组成的开关电路。
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